[发明专利]具有N极性的发光二极管及相关联制造方法

说明书

技术领域

本发明技术大体来说针对例如发光二极管(“LED”)等固态照明(SSL)装置及相关联制造方法。

背景技术

移动电话、个人数字助理(PDA)、数码相机、MP3播放器及其它便携式电子装置利用LED进行背景照明。图1是常规氮化铟镓(“InGaN”)LED 10的一部分的横截面图。如图1A中所展示，LED 10包含彼此上下串联的衬底12、可选缓冲材料13(例如，氮化铝)、N型氮化镓(“GaN”)材料14、InGaN材料16(及/或GaN多量子阱)及P型GaN材料18。LED 10还包含P型GaN材料18上的第一触点20及N型GaN材料14上的第二触点22。

LED 10应可配置而以宽范围波长发射。相信，LED以其发射的波长至少部分地与InGaN材料16中的铟(In)的量有关。举例来说，InGaN材料16中的较大量铟已与LED 10的较长发射波长相关联。

一种用于增强InGaN材料16中的铟的并入的技术是经由氮化衬底12在氮极性表面上而非在镓极性表面上形成GaN/InGaN材料14、16及18。然而，此技术的一个操作困难是衬底12的氮化产物可干扰GaN/InGaN材料14、16及18其上的后续沉积。因此，可期望在衬底的氮极性表面上形成LED结构的数个改进。

发明内容

附图说明

图1A是根据现有技术的LED的一部分的横截面图。

图1B是根据本发明技术的实施例的GaN/InGaN材料中的晶体平面的示意性透视图。

图2是图解说明根据本发明技术的实施例的用于形成具有N极性的LED结构的方法的流程图。

图3A是图解说明根据本发明技术的实施例的用于在衬底表面处产生富含氮的环境的程序的流程图。

图3B是图解说明根据本发明技术的实施例的用于执行图3A的程序的等离子体反应器的示意图。

图3C是图解说明根据本发明技术的实施例在图3B的等离子体反应器中处理的衬底的一部分的横截面图。

图4A到4C是图解说明根据本发明技术的实施例的经受用于在衬底表面处产生富含氮的环境的另一程序的衬底的一部分的横截面图。

图5是图解说明根据本发明技术的其它实施例的用于形成具有N极性的LED结构的方法的流程图。

具体实施方式

下文描述其上形成有LED的微电子衬底及相关联制造方法的各种实施例。在通篇中，术语“微电子衬底”用以包含其上及/或其中制作有微电子装置、微机械装置、数据存储元件、读取/写入组件及其它特征的衬底。术语“硅”通常指代具有晶格间距为的面心菱形立方结构的单晶硅材料。术语“硅(1，0，0)”及术语“硅(1，1，1)”通常分别指代由米勒(Miller)指数定义的(1，0，0)及(1，1，1)晶体晶格定向。可在威廉C.奥玛拉(William C.O′Mara)的半导体硅技术手册(Handbook of Semiconductor Silicon Technology)中找到对米勒指数的论述，其揭示内容以全文引用的方式并入本文中。相关领域的技术人员还将理解，本发明技术可具有额外实施例，且可在无下文参考图2A到5所描述的实施例的数个细节的情况下实践本发明技术。

在以下论述中，使用具有GaN/InGaN材料的LED作为根据本发明技术的实施例的LED的实例。所述LED的数个实施例也可包含以下各项中的至少一者：砷化镓(GaAs)、砷化铝镓(AlGaAs)、磷砷化镓(GaAsP)、磷化铝镓铟(AlGaInP)、磷化镓(III)(GaP)、硒化锌(ZnSe)、氮化硼(BN)、氮化铝(AlN)、氮化铝镓(AlGaN)、氮化铝镓铟(AlGaInN)及/或其它适合半导体材料。前述半导体材料可具有大体类似于或不同于GaN/InGaN材料的晶体结构。然而，以下对Ga极性及N极性的定义仍可适用。

图1B是根据本发明技术的实施例的GaN/InGaN材料中的晶体平面的示意性透视图。如图1B中所展示，所述GaN/InGaN材料具有纤锌矿晶体结构，其具有由对应米勒指数表示的各种晶格平面或小面。图1B中图解说明此一晶格平面，即c平面。如下文中所使用，术语“Ga极性”通常指代沿着大体垂直于c平面且具有[0001]的米勒指数的方向延伸的晶格结构。术语“N极性”通常指代沿着具有的米勒指数的相反方向延伸的晶格结构。